【山东科协每日科普】风力发电机为什么是三叶片?很多人在坐高铁出行的时候,望着窗外远处伫立的风力发电机难免产生疑惑:这些巨大的风车转速那么慢,真的能够产生大量电能吗?为什么每一个风车上的叶片都是3支呢?
我们从远处看巨大的风力发电机,会发现它的叶片转速非常缓慢,这样缓慢的转速是如何产生大量电能的呢?
一般情况下,风力发电机的叶片转速大概在每分钟19到30转,风力越大,转速就越快。不过,当风力达到一定的强度时,风力发电机就会对叶片进行限速,使其最快不超过每分钟30转。如果不加以限速,巨大的叶片在快速转动下会产生非常大的离心力,从而导致风力发电机的机身不稳,甚至垮塌。这对于造价动辄几百万元的风力发电机来说,将是巨大的财产损失。
外部的叶片虽然转速缓慢,但是每个风力发电机的内部都装有一台增速机,它能够带动发电机的齿轮快速转动,使其转速扩大50倍左右。这样一来,风力发电机外面的叶片每分钟转30转,其内部的发电机齿轮每分钟就能转1500转,从而能够产生大量电能。
风力发电机的发电功率和叶片的数量没有关系,在恒定的风速下,其发电功率仅和叶片扫过的面积成正比。不过,在同样的风速下,单叶风力发电机会发出巨大的噪音,而两支叶片则会产生陀螺效应,使风力发电机产生剧烈的震颤。不仅如此,单叶和双叶还会加剧风力发电机组件的磨损。
3支叶片可以形成合理的力学动力,风一吹,动力势能较大的叶片能轻松带动势能较小的叶片转动,用最小的力产生了最大的发电量,而且3片叶子最具美感。
3支叶片有较好的动平衡,且不易产生震荡,能够减少轴承的磨损,延长使用期限,降低维修成本。
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